基于OBE的算法分析與設計課程改革研究

劉寧 趙中堂 李真真 鄭小東

OBE教學理念是國際工程教育認證的核心理念。算法分析與設計是計算機專業(yè)的核心課程之一。針對教學中存在的主要問題，研究OBE模式下該課程的教學目標、教學資源、考核方式與課程達成度等方面的改革，以進一步提高課程質量和人才培養(yǎng)質量。

OBE;過程考核;課程改革;新工科建設

中圖分類號：G642? 文獻標志碼：A

LIU Ning? ZHAO Zhongtang? LI Zhenzhen? ZHENG Xiaodong

（1.School of Intelligent Engineering，Institute of Aeronautical Industry Management，Zheng Zhou，450015，China

2.Officers College of PAP，Chengdu，610000，China）

The OBE teaching theory is the core theory of international engineering education.Algorithm analysis and design is one of the core courses of computer science.According to the main problems in teaching，the teaching objectives，teaching resource ，assessment methods and curriculum attainment of the course under the OBE model were reformed to further improve the quality of the course and the quality of talent training.

OBE; Process assessment; Curriculum reform; New Engineering Construction

一、引言

成果導向教育（Outcome Based Education，簡稱OBE）是一種以學生的學習成果為導向的教育理念，認為教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果。實施OBE須遵循四條原則：1、教學要清楚地聚焦在學生在完成學習過程后能達到的最終學習成果，并讓學生將他們的學習目標聚集在這些學習成果上。2、教學要充分考慮每個學生的個體差異，要在時間和資源上保障每個學生都有達成學習成果的機會。3、教學要制定具有挑戰(zhàn)性的執(zhí)行標準，以鼓勵學生深度學習、促進更成功的學習。4、以最終目標為起點，反向設計，開展教學活動。

OBE是目前國內工科專業(yè)發(fā)展、開展工程教育認證、推行人才培養(yǎng)模式改革的重要選擇之一[1-3]。在課程教學中廣泛踐行OBE教育理念，有利于加快專業(yè)的改造升級，推進新工科建設?；贠BE的教學模式中，教師需要根據課程的內容，設置需要達到的目標點（最終學習成果或頂峰成果），然后改進教學方式、建設課程資源、改革學生成績考核方式并引入課程達成度評價體系。

二、課程教學現狀分析

《算法分析與設計》是計算機學科的一門專業(yè)主干課，主要通過介紹經典的算法設計策略與復雜性分析方法，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，為算法設計、研究工作以及相關軟件的高效開發(fā)能力打下堅實的基礎。

目前在該課程的教學過程中，存在一些問題如下：

（一）教學目標與學生畢業(yè)要求的支撐情況不對照

現有的課程教學目標從課程知識點出發(fā)，要求學生掌握算法復雜度計算方法、算法優(yōu)劣的評價方法，以及經典的算法設計策略，而不是要求學生能夠做到什么。在多年的授課過程中，經常會出現的情況是：教師細致講解了很多知識點，大部分學生也認真學習了這些內容，但是普遍的結果是學生不知道學習這些知識到底是為了解決怎樣的問題。因此，教學目標需要做出調整，支撐畢業(yè)要求指標點，從學生能達到的最終學習成果來制定。

（二）以教師為中心的教學模式，沒有充分考慮每個學生的個體差異

教學過程中，以教師為中心的課堂講授為主，有利于教師主導地位的發(fā)揮，課堂效果可控性強，但是學生處于被動地位。另外由于學生個體情況差異，每個人在課程上投入的時間和精力參差不齊，甚至兩極分化。因此要改革現有教學模式，完善配套教學資源建設，使學生變被動為主動，在時間和資源上保障每個學生都有達成學習成果的機會。

（三）學生成績考核方式單一

課程總成績包含30%的平時成績和70%的卷面成績，平時成績由考勤記錄和日常作業(yè)成績核算得到，卷面成績是期末考試的實際得分。這種考核方式以及計算比例只能側重體現學生在最后一次的期末考試中的表現，有一定的片面性和局限性。

（四）缺少課程達成度評價

目前課程結課后，根據學生成績表生成一個試卷分析，分析結果僅包含學生卷面成績的分布情況。教師根據試卷分析得出一個關于學生學習效果的結論并提出相應的改進措施。這種簡單依賴學生期末考試成績來判定學習成果或課程教學效果的方式顯然是不科學的。

三、基于OBE模式的課程教學改革

根據OBE的學生中心、成果導向以及持續(xù)改進的核心理念，課程教學改革需完成課程目標設置、教學方法改進、課程資源建設、學生考核方式等方面，并引入課程達成度評價。

（一）課程目標設置

根據OBE教學目標的要求，本校本科階段的算法分析與設計教學需達到以下三個目標：

目標1：掌握算法復雜度的分析方法，能夠分析復雜工程問題算法的復雜度。

目標2：掌握常用算法，能夠分析問題的性質并建立模型。

目標3：能夠通過查閱文獻資料，識別復雜工程問題的可計算部分以及其中的關鍵操作。

（二）教學方式改革

根據OBE模式教學特點，課程教學方式要以學生為中心，教師采用演示、診斷、反饋以及介入等方式引導學生達到預期學習效果。具體教學方式可以融合案例教學法和翻轉課堂，課下觀看教學視頻、查閱相關資料，課上對案例進行小組討論。學生在課下必須付出足夠的時間和精力，才能保障課上小組討論的效果與作業(yè)成品質量。將傳授模式向學習模式轉變，并發(fā)揮整個授課過程中師生互動的價值。

（三）課程資源建設

為配合翻轉課堂的教學模式，適應學生的課下自學以及課上討論，課程資源應從三方面著重建設：教學案例庫建設、教學視頻錄制以及教學平臺系統引入。教學案例用于學生小組課上討論，教學視頻用于學生課下預習和復習，教學平臺用于學生與學生的溝通、學生與教師的溝通、教學資源的發(fā)布，以及用作日?；蚱谀┑木W上考核系統。

（四）學生考核方式改革

成果導向教育需要改變傳統的考核方式，用過程式的綜合考評取代傳統的平時成績和期末考核成績三七分的格局，改變期末考核成績接近“一錘定音”的地位?？己顺煽冇勺鳂I(yè)成績、實踐成績、階段測試成績、期末測試成績四部分組成，分別占比25%、25%、25%、25%。

1.作業(yè)成績：小組討論提交作業(yè)用于測評小組討論效果，建議不少于2次，每次分值根據作業(yè)數量以及難易程度制定，滿分共100分。

2.實踐成績：學生上機實踐的目標達成情況，提交上機報告建議不少于2次，每次分值根據報告數量以及難易程度制定，滿分共100分。

3.階段測試成績：階段性的測試，作為反映階段性學習成果的手段，建議不少于2次，滿分100分。

4.期末測試成績：結課后的期末測試，對于課程知識點掌握情況的綜合性檢測，滿分100分。

以上方式有利于改變學生之間在期末考試中的區(qū)別性評價[5]，強調學生學習過程中個人一系列成績的自我比較，通過過程化考核來逐漸發(fā)掘學生的學習潛力。

（五）課程達成度評價

課程達成度評價體系用于檢測課程教學是否達到了預期目標，具體內容如下：

1.作業(yè)成績、實踐成績、階段測試成績和期末測試成績分別乘以表2中對應的百分比數據，得到四項分數。

2.計算各課程目標得分，與目標達成標準比較，得到各課程目標達成評價結果。該結果用于計算畢業(yè)要求指標點達成度，并作為課程教學質量改進的重要參考指標。

四、結束語

面向OBE的課程模式改革以課程教學目標為起點反向設計、開展教學活動，激發(fā)學生探究和創(chuàng)造的興趣，促進教師更好的建設豐富的教學資源、融合更先進的教學方式。將OBE教學模式應用到算法分析與設計教學中，是一次有益的教學改革實踐。從學生的反饋來看，教學過程更有效得調動了學生的主動性，考核結果也更準確反映了學生的學習成果。課程達成度評價的結果體現不同課程目標的達成度，可以作為下一學期課程安排的科學依據。

參考文獻

[1]管濤，劉寧.OBE模式下的大數據技術專業(yè)建設探討[J].計算機教育，2019（05）：119-123.

[2]邵曉艷，鄭小東，孫建華.基于OBE理念的Python課程教學改革探析[J].河南機電高等?？茖W校學報，2018，26（04）：66-68.

[3]郭瑾.基于OBE教育理念的《油層物理》應用型課程教學改革[J].高教學刊，2019（10）：133-135.

[4]劉寧，管濤.淺析案例教學法在算法分析與設計課程中的應用[J].科技風，2011（07）：188.

[5]何靜，孔繁正，王林.成果導向教育（OBE）理念辨析[J].廣東水利電力職業(yè)技術學院學報，2018，16（01）：43-46+58.

作者簡介：劉寧（1980-），女，副教授，主要研究方向為模式識別;

趙中堂（1978-），男，副教授，主要研究方向為算法分析、行為識別、數據挖掘;

李真真（1987-），女，講師，研究方向圖像處理，模式識別;

鄭小東（1974-），男，副教授，主要研究方向為算法分析、圖像處理。